KR20170061414A

KR20170061414A - 인장력 시험 시스템

Info

Publication number: KR20170061414A
Application number: KR1020150166405A
Authority: KR
Inventors: 우광식
Original assignee: (주)신우기전
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-05
Also published as: KR101770756B1

Abstract

인장력 시험 시스템은 베이스 프레임과, 베이스 프레임에 배치되어 시편의 일단을 지지하는 하부척과, 베이스 프레임에 연결되어 일방향으로 연장하는 가이드부와, 가이드부를 따라 이동 가능한 크로스 헤드와, 시편의 타단을 지지하도록 크로스 헤드에 배치된 상부척과, 크로스 헤드에 배치되어 시편에 가해지는 인장력을 감지하는 로드셀과, 크로스 헤드를 이동시키는 구동부와, 가이드부의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 배치된 촬영유닛과, 촬영유닛을 이동시키는 촬영유닛 구동부와 구동부와 로드셀과 촬영유닛과 촬영유닛 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

인장력 시험 시스템{Tensile strength testing system}

실시예들은 인장력 시험 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장력 시험에 의해 변형되는 시편의 영상과 정보를 정확하게 확보할 수 있으며 시편을 안정적으로 지지할 수 있는 인장력 시험 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 인장력 시험 시스템은 시편에 인장력을 가함과 동시에 인장력에 의한 시편의 변형과 관련된 데이터를 수집하는 기능을 수행하는 시스템이다.

예를 들어, 한국 공개특허공보 제2013-0019648호에 개시된 인장시험편 치수 측정장치와 같은 종래의 인장력 시험 시스템에서는 발광 센서와 수광 센서를 이용하여 인장력 시편의 크기를 검출하는 방법을 사용한다. 그러나 이러한 구성의 종래의 인장력 시험 시스템에서는 인장력이 가해지는 동안 발생하는 시편의 변형과 관련된 이미지, 데이터, 파단 시점과 관련된 정보 등을 정밀하게 수집하기가 어렵다.

한국 공개특허공보 제2013-0019648호(2013.02.27)

실시예들의 목적은 인장력 시험에 의해 변형되는 시편의 영상과 정보를 정확하게 확보할 수 있는 인장력 시험 시스템을 제공하는 데 있다.

실시예들의 다른 목적은 인장력 시험이 진행되는 동안 시편이 안정적으로 지지될 수 있는 인장력 시험 시스템을 제공하는 데 있다.

일 실시예에 관한 인장력 시험 시스템은 베이스 프레임과, 시편의 일단을 지지하도록 베이스 프레임에 배치되는 하부척과, 베이스 프레임에 연결되어 일방향으로 연장하는 가이드부와, 가이드부를 따라 이동 가능하게 배치된 크로스 헤드와, 시편의 타단을 지지하도록 크로스 헤드에 배치된 상부척과, 상부척과 연결되며 크로스 헤드에 배치되어 시편에 가해지는 인장력을 감지하는 로드셀과, 크로스 헤드를 이동시키는 구동부와, 가이드부의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 배치된 촬영유닛과, 촬영유닛을 이동시키는 촬영유닛 구동부와 구동부와 로드셀과 촬영유닛과, 촬영유닛 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다.

구동부는 베이스 프레임에 배치된 제1 모터와, 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임에 대해 회전 가능하게 설치되며 제1 모터에 의해 회전하는 제1 스크류축을 구비할 수 있고, 크로스 헤드는 제1 스크류축에 나사 결합하는 제1 나사구멍을 구비할 수 있다.

구동부는 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임에 대해 회전 가능하게 설치되어 제1 모터에 의해 회전하는 제2 스크류축과, 제1 모터의 구동력을 제2 스크류축에 전달하는 제1 동력 전달부를 더 구비할 수 있고, 크로스 헤드는 제2 스크류축에 나사 결합하는 제2 나사구멍을 더 구비할 수 있다.

인장력 시험 시스템은 베이스 프레임에 연결된 가이드부의 일단의 반대측의 가이드부의 타단에 연결된 상부 프레임과, 가이드부에 평행하게 연장하며 베이스 프레임과 상부 프레임에 연결되어 촬영유닛을 이동 가능하게 지지하는 촬영유닛 가이드부를 더 구비할 수 있고, 촬영유닛 구동부는 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임과 상부 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 촬영유닛 스크류축과, 상부 프레임에 배치되어 촬영유닛 스크류축을 회전시키는 제2 모터를 구비할 수 있다.

촬영유닛은 촬영유닛 스크류축에 나사 결합하는 촬영유닛 나사구멍을 구비할 수 있다.

촬영유닛은 가이드부의 표면에 접하며 회전하는 가이드롤러를 더 구비할 수 있다.

인장력 시험 시스템은 가이드부의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 배치된 조명유닛을 더 구비할 수 있고, 촬영유닛 구동부는 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임과 상부 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 조명유닛 스크류축과, 제2 모터의 구동력을 조명유닛 스크류축에 전달하는 제2 동력 전달부를 더 구비할 수 있다.

조명유닛은 조명유닛 스크류축에 나사 결합하는 조명유닛 나사구멍과, 가이드부의 표면에 접하며 회전하는 조명 가이드롤러를 더 구비할 수 있다.

상부척과 하부척의 적어도 하나는, 일단이 베이스 프레임이나 크로스 헤드에 연결되며 외측 면에서 돌출하여 유압이 작용하는 유압면을 구비한 피스톤과, 피스톤의 타단과 유압면을 둘러싸며 피스톤의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 피스톤에 결합되며 유압면을 둘러싸는 유압 챔버와, 일측 단부에 피스톤의 타단으로부터 멀어지는 방향으로 폭이 좁아지는 쐐기 형상 홈을 구비하는 실린더 튜브와, 실린더 튜브의 쐐기 형상 홈에 대응하는 형상을 가지며 피스톤의 타단의 단부에 접촉하도록 쐐기 형상 홈에 결합되어 피스톤의 단부에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 서로 가까워지며 시편을 가압하는 복수 개의 조오들과, 실린더 튜브의 타측 단부를 지지하도록 피스톤의 외측에 결합하는 핸들을 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 인장력 시험 시스템에서는 시편에 인장력이 가해지는 동안 상부척과 하부척에 의해 시편이 안정적으로 지지될 수 있다.

또한 크로스 헤드의 이동하는 방향을 따라 촬영유닛과 조명유닛이 가이드부에 평행한 방향으로 직선적으로 이동할 수 있으므로, 인장력에 의해 변형되는 시편의 정확한 영상을 확보할 수 있다. 또한 크로스 헤드에 배치된 로드셀에 의해 시편에 가해지는 인장력의 변화와 관련된 데이터를 정확하게 확보할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 인장력 시험 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 일부분의 저면을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 일부분의 상면을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 촬영유닛의 일부분을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 촬영유닛의 다른 일부분을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 크로스 헤드와 하부척을 포함하는 일부 구성 요소들을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 하부척의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 하부척의 단면도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 일 실시예에 관한 인장력 시험 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 일부분의 저면을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 일부분의 상면을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 촬영유닛의 일부분을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 촬영유닛의 다른 일부분을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 나타난 실시예에 관한 인장력 시험 시스템은 베이스 프레임(10)과, 시편의 일단을 지지하도록 베이스 프레임(10)에 배치된 하부척(20)과, 베이스 프레임(10)에 연결되어 일방향으로 연장하는 가이드부(30)와, 가이드부(30)를 따라 이동 가능한 크로스 헤드(40)와, 크로스 헤드(40)에 배치된 상부척(50)과, 상부척(50)에 연결되며 크로스 헤드(40)에 배치되어 시편에 가해지는 인장력을 감지하는 로드셀(60)과, 크로스 헤드(40)를 이동시키는 구동부(70)와, 가이드부(30)의 연장 방향을 따라 이동 가능한 촬영유닛(80)과, 촬영유닛(80)을 이동시키는 촬영유닛 구동부(90)와, 구동부(70)와 로드셀(60)과 촬영유닛(80)과 촬영유닛 구동부(90)를 제어하는 제어부(100)를 구비한다.

상술한 구성의 인장력 시험 시스템은 베이스 프레임(10)으로부터 일방향(Z축 방향)으로 연장하는 가이드부(30)를 따라 크로스 헤드(40)가 이동함으로써 시편에 인장력을 가함과 동시에 시편이 인장되는 조건을 감지 및 촬영함으로써 시편의 인장력 시험을 정밀하게 수행할 수 있는 시스템이다.

도 2를 참조하면, 구동부(70)는 베이스 프레임(10)에 배치된 제1 모터(71)와, 가이드부(30)에 대해 실질적으로 평행하게 연장하며 베이스 프레임(10)에 대해 회전 가능하게 설치되어 제1 모터(71)에 의해 회전하는 제1 스크류축(72)을 구비한다. 제1 모터(71)는 감속기(75)에 의해 제1 스크류축(72)에 연결되며, 제1 모터(71)의 구동력이 감속기(75)를 통해 제1 스크류축(72)에 전달됨으로써 제1 스크류축(72)이 회전 운동을 한다.

도 2를 참조하면, 구동부(70)는 가이드부(30)에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임(10)에 대해 회전 가능하게 설치되어 제1 모터(71)에 의해 회전하는 제2 스크류축(73)과, 제1 모터(71)의 구동력을 제2 스크류축(73)에 전달하는 제1 동력 전달부(74)를 구비한다.

베이스 프레임(10)의 하부에서 돌출된 제1 스크류축(72)에는 제1 스프로켓(77)이 연결되고, 베이스 프레임(10)의 하부에서 돌출된 제2 스크류축(73)에는 제2 스프로켓(78)이 연결된다. 제1 스프로켓(77)과 제2 스프로켓(78)의 각각은 제1 동력 전달부(74)에 연결되어, 제1 동력 전달부(74)에 의해 회전한다.

베이스 프레임(10)의 하부에서 제1 스프로켓(77)과 제2 스프로켓(78)의 사이에는 제1 동력 전달부(74)의 장력을 조정하도록 위치 이동 가능한 아이들 롤러(79)가 설치된다. 제1 동력 전달부(74)는 제1 스프로켓(77)과 제2 스프로켓(78)의 각각과 맞물릴 수 있는 기어를 갖는 벨트나 체인으로 구현된다.

도 1을 참조하면 크로스 헤드(40)는 제1 스크류축(72)에 나사 결합하는 제1 나사구멍(41)과 제2 스크류축(73)에 나사 결합하는 제2 나사구멍(42)을 구비한다.

가이드부(30)는 서로 실질적으로 평행하게 연장하는 복수 개의 가이드 샤프트들(31, 32, 33, 34)을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 가이드 샤프트들(31, 32, 33, 34)의 일단(31a, 32a, 33a, 34a)이 베이스 프레임(10)에 연결된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 가이드 샤프트들(31, 32, 33, 34)의 일단(31a, 32a, 33a, 34a)의 반대측인 가이드 샤프트들(31, 32, 33, 34)의 타단(31b, 32b, 33b, 34b)에 상부 프레임(15)이 연결된다.

따라서 구동부(70)의 제1 모터(71)가 작동하면, 제1 모터(71)에 의해 제1 스크류축(72)이 회전 운동을 한다. 제1 스크류축(72)이 회전 운동을 함에 따라 제1 스크류축(72)에 나사 결합된 크로스 헤드(40)가 가이드부(30)가 연장하는 일방향(Z축 방향)을 따라 직선적으로 이동할 수 있다.

도 3에서 상부 프레임(15)의 상측으로 돌출된 제1 스크류축(72)과 제2 스크류축(73)의 각각의 상단에는 엔코더(15b, 15e)에 결합될 수 있다. 엔코더(15b, 15e)가 감지한 제1 스크류축(72)과 제2 스크류축(73)의 회전 각도에 관한 신호는 도 1에 도시된 제어부(100)에 전달되어, 제어부(100)가 전달된 신호에 기초하여 크로스 헤드(40)를 위치를 제어하거나 시편을 인장할 수 있다.

도 1에 도시된 제어부(100)는 제어용 컴퓨터나, 제어용 회로기판이나, 제어용 컴퓨터나 회로기판에 내장된 소프트의 형태로 구현될 수 있다. 제어부(100)는 도 2의 제1 모터(71)와, 도 1에 도시된 제2 모터(91)와, 유압 시스템(120)과, 촬영유닛(80)과 조명유닛(110)과 전기적으로 연결되며, 이와 같은 구성요소들로부터 신호를 수신하거나 구성요소들의 작동을 제어할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상부 프레임(15)과 베이스 프레임(10)의 사이에는 촬영유닛 가이드부(37)가 설치된다. 촬영유닛 가이드부(37)는 가이드부(30)에 평행한 방향으로 연장하는 촬영유닛 샤프트들(35, 36)을 구비한다. 촬영유닛 가이드부(37)는 촬영유닛(80)을 이동 가능하게 지지하는 기능을 수행한다.

상부 프레임(15)에는 촬영유닛 구동부(90)가 배치된다. 촬영유닛 구동부(90)는 가이드부(30)에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임(10)과 상부 프레임(15)에 대해 회전 가능하게 설치된 촬영유닛 스크류축(92)과, 상부 프레임(15)에 배치되어 촬영유닛 스크류축(92)을 회전시키는 제2 모터(91)를 구비한다.

도 4를 참조하면 촬영유닛(80)은 촬영유닛 스크류축(92)에 나사 결합하는 촬영유닛 나사구멍(82)을 구비하는 촬영유닛 프레임(81)을 구비한다. 또한 촬영유닛 프레임(81)은 촬영유닛 샤프트들(35, 36)이 관통하는 관통공(87)을 구비한다. 촬영유닛(80)은 가이드부(30)의 표면에 접하며 회전하는 가이드롤러(83)를 구비한다.

촬영유닛(80)의 촬영유닛 프레임(81)에는 시편을 향하도록 배치된 렌즈(84)와, 렌즈(84)를 통해 입사되는 영상의 광을 수신하여 이미지를 생성하는 카메라(85)가 설치된다.

상술한 구조에 의해 촬영유닛 스크류축(92)이 회전 운동을 하면, 촬영유닛 스크류축(92)에 맞물려 있으며 촬영유닛 샤프트들(35, 36)에 의해 일방향으로만 이동하도록 규제되어 있는 촬영유닛(80)은 가이드부(30) 및 촬영유닛 가이드부(37)의 연장 방향을 따라 직선적으로 이동한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상부 프레임(15)을 기준으로 촬영유닛(80)의 반대측에는 조명유닛(110)이 설치된다.

도 3을 참조하면, 상부 프레임(15)에 배치된 촬영유닛 구동부(90)는 가이드부(30)에 대해 평행하게 연장하며 베이스 프레임(10)과 상부 프레임(15)에 대해 회전 가능하게 설치된 조명유닛 스크류축(93)과, 제2 모터(91)의 구동력을 조명유닛 스크류축(93)에 전달하는 제2 동력 전달부(94)를 구비한다.

도시된 실시예에서 제2 동력 전달부(94)는 고무벨트로 제작되며, 촬영유닛 스크류축(92)의 단부에 설치된 제1 롤러(92r)와 조명유닛 스크류축(93)의 단부에 설치된 제2 롤러(93r)와 제2 모터(91)에 의해 회전하는 구동롤러(91r)를 연결한다.

상부 프레임(15)의 일측에는 촬영유닛 스크류축(92)을 회전 가능하게 지지하는 제1 지지대(37f)가 설치된다. 제1 지지대(37f)는 또한 촬영유닛 샤프트들(35, 36)을 지지한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상부 프레임(15)과 베이스 프레임(10)의 사이에는 가이드부(30)에 평행한 방향으로 연장하는 조명유닛 샤프트들(38, 39)이 설치된다. 조명유닛 샤프트들(38, 39)은 조명유닛(110)을 이동 가능하게 지지하는 기능을 수행한다.

상부 프레임(15)의 타측에는 조명유닛 스크류축(93)을 회전 가능하게 지지하는 제2 지지대(38f)가 설치된다. 제2 지지대(38f)는 또한 조명유닛 샤프트들(38, 39)을 지지한다.

도 5를 참조하면, 조명유닛(110)은 조명유닛 스크류축(93)에 나사 결합하는 조명유닛 나사구명(112)을 구비하는 조명유닛 프레임(111)을 구비한다. 또한 조명유닛 프레임(111)은 조명유닛 샤프트들(38, 39)이 관통하는 관통공(97)을 구비한다. 조명유닛(110)은 가이드부(30)의 샤프트들(33, 34)에 접하며 회전하는 조명 가이드롤러(113)를 구비한다.

조명유닛(110)의 조명유닛 프레임(111)에는 시편을 향하여 조명을 조사하는 조명(115)을 구비한다.

상술한 구조에 의해 조명유닛 스크류축(93)이 회전 운동을 하면, 조명유닛 스크류축(93)에 맞물려 있는 조명유닛 샤프트들(38, 39)에 의해 일방향으로만 이동하도록 규제되어 있는 조명유닛(110)은 가이드부(30)의 연장 방향에 평행한 방향을 따라 직선적으로 이동한다. 촬영유닛(80)과 조명유닛(110)은 제2 모터(91)에 의해 구동하므로, 촬영유닛(80)과 조명유닛(110)은 가이드부(30)의 연장 방향에 평행한 방향을 따라 직선적으로 이동하는 동안 항상 서로를 향하도록 위치할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 크로스 헤드와 하부척을 포함하는 일부 구성 요소들을 나타낸 사시도이다.

가이드부(30)를 따라 직선적으로 이동하는 크로스 헤드(40)에는 상부척(50)이 배치되고, 베이스 프레임(10)에는 상부척(50)에 대응되는 위치에 하부척(20)이 배치된다.

상부척(50)과 하부척(20)에 시편이 연결된 상태에서 크로스 헤드(40)가 가이드부(30)를 따라 상측 방향으로 이동하면 시편에 인장력이 가해진다. 크로스 헤드(40)에는 상부척(50)과 연결되어 시편에 가해지는 인장력을 감지하는 로드셀(60)이 배치된다.

도 7은 도 1에 도시된 인장력 시험 시스템의 하부척의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 하부척의 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 하부척(20)의 구조가 도시된다. 상부척(50)도 도 7 및 도 8에 도시된 하부척(20)과 동일한 구조로 이루어질 수 있다.

하부척(20)은 피스톤(21)과, 피스톤(21)을 둘러싸는 실린더 튜브(25)와, 실린더 튜브(25)에 결합되는 조오들(28)과, 핸들(26)을 구비한다.

피스톤(21)의 일단(21r)은 플랜지(29)에 의해 베이스 프레임(10)에 연결된다. 상부척(50)의 경우에 피스톤(21)의 일단(21r)이 크로스 헤드(40)에 연결된다. 피스톤(21)은 외측 면에서 돌출하여 유압이 작용하는 유압면(21a, 21b)을 구비한다.

피스톤(21)에는 실린더 튜브(25)가 결합된다. 실린더 튜브(25)는 피스톤(21)의 타단(21t)과 유압면(21a, 21b)을 둘러싸며 피스톤(21)의 길이 방향을 따라 도 8에서 상하 방향으로 이동할 수 있다. 실린더 튜브(25)는 유압면(21a, 21b)을 둘러싸며 유압유가 채워지는 유압 챔버(25c)를 구비한다. 유압 챔버(25c)에는 도 1에 도시된 유압 시스템(120)으로부터 유압유가 공급된다.

또한 실린더 튜브(25)는 일측 단부(25t)에 피스톤(21)의 타단(21t)으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 쐐기 형상 홈(25g)을 구비한다.

실린더 튜브(25)의 쐐기 형상 홈(25g)에는 쐐기 형상 홈(25g)에 대응하는 형상을 가지며 피스톤(21)의 타단(21t)의 상측 단부에 접하도록 배치된 복수 개의 조오들(28)이 결합된다.

조오들(28)의 각각은 쐐기 형상 홈(25g)의 형상에 대응하는 형상을 가지며 피스톤(21)의 타단(21t)의 상측 단부에 접촉하는 조오 바디(28a, 28b)와, 조오 바디(28a, 28b)의 내측에 결합되며 서로를 향하도록 배치되는 물림부(27a, 27b)를 구비한다. 실린더 튜브(25)가 피스톤(21)을 따라 이동함에 따라 쐐기 형상 홈(25g)의 내측 면이 조오 바디(28a, 28b)를 가압하므로, 조오 바디(28a, 28b)와 함께 물림부(27a, 27b)가 서로를 향해 가까워지도록 이동하거나 서로에게서 멀어지도록 이동할 수 있다.

물림부(27a, 27b)의 사이에 시편을 삽입한 상태에서 도 8에 도시된 유압 챔버(25c)의 하부측의 유압면(21b)에 접하는 공간에 유압유를 공급하면, 실린더 튜브(25)가 피스톤(21)에 대해 하측을 향하는 방향으로 이동한다. 실린더 튜브(25)가 도 8에서 하측을 향하는 방향으로 이동함에 따라 실린더 튜브(25)의 쐐기 형상 홈(25g)의 내측 면이 조오 바디(28a, 28b)를 가압하므로 조오 바디(28a, 28b)와 함께 물림부(27a, 27b)가 서로를 향해 가까워지도록 이동하여, 물림부(27a, 27b)의 사이에 삽입된 시편이 고정된다.

실린더 튜브(25)의 타측 단부에는 핸들(26)이 결합된다. 핸들(26)은 실린더 튜브(25)의 타측 단부를 지지하는 하부 커버(26a)와, 하부 커버(26a)에 부착된 손잡이(26b)를 구비한다.

도 7을 참조하면, 물림부(27a, 27b)의 측면에는 물림부 가이드(29a)가 결합되고, 물림부 가이드(29a)는 바디 고정부(29f)에 의해 조오 바디(28a, 28b)의 측면에 고정된다. 또한 실린더 튜브(25)에서 쐐기 형상 홈(25g)의 측면에는 바디 가이드(29b)가 결합된다. 바디 가이드(29b)는 조오 바디(28a, 28b)의 측면에 형성된 레일 홈(28s)에 결합되어 조오 바디(28a, 28b)의 이동을 안내하는 가이드 레일(29s)을 구비한다.

상술한 구성의 실시예들에 관한 인장력 시험 시스템에서는 가이드부(30)를 따라 크로스 헤드(40)가 이동함으로써 상부척(50)과 하부척(20)의 사이에 지지된 시편에 인장력이 가해질 수 있으며, 시편에 인장력이 가해지는 동안 상부척(50)과 하부척(20)에 의해 시편이 안정적으로 지지될 수 있다.

또한 크로스 헤드(40)가 이동하는 동안 크로스 헤드(40)의 이동하는 방향을 따라 촬영유닛(80)이 가이드부(30)에 평행한 방향으로 직선적으로 이동할 수 있으므로, 인장력에 의해 변형되는 시편의 정확한 영상을 확보할 수 있다. 또한 크로스 헤드(40)에 배치된 로드셀(60)에 의해 시편에 가해지는 인장력의 변화와 관련된 데이터를 정확하게 확보할 수 있다.

또한 크로스 헤드(40)가 이동하는 동안 크로스 헤드(40)의 이동하는 방향을 따라 조명유닛(110)이 가이드부(30)의 연장 방향에 평행한 방향을 따라 직선적으로 이동한다. 조명유닛(110)은 촬영유닛(80)에 대응하는 위치에서 시편을 향하여 조명을 조사할 수 있으므로 시편의 양호한 영상을 확보할 수 있다.

상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 베이스 프레임 70: 구동부
15: 상부 프레임 71: 제1 모터
15b, 15e: 엔코더 35, 36: 촬영유닛 샤프트들
20: 하부척 72: 제1 스크류축
21: 피스톤 73: 제2 스크류축
21a, 21b: 유압면 74: 제1 동력 전달부
25: 실린더 튜브 75: 감속기
25g: 쐐기 형상 홈 77: 제1 스프로켓
25c: 유압 챔버 38, 39: 조명유닛 샤프트들
26b: 손잡이 78: 제2 스프로켓
26a: 하부 커버 79: 아이들 롤러
26: 핸들 80: 촬영유닛
28: 조오들 81: 촬영유닛 프레임
27a, 27b: 물림부 82: 촬영유닛 나사구멍
28a, 28b: 조오 바디 83: 가이드롤러
28s: 레일 홈 84: 렌즈
29a: 물림부 가이드 85: 카메라
29b: 바디 가이드 87: 관통공
29f: 바디 고정부 90: 촬영유닛 구동부
29s: 가이드 레일 91r: 구동롤러
29: 플랜지 91: 제2 모터
30: 가이드부 92r: 제1 롤러
31, 32, 33, 34: 가이드 샤프트들 92: 촬영유닛 스크류축
31a, 32a, 33a, 34a: 일단 93r: 제2 롤러
31b, 32b, 33b, 34b: 타단 93: 조명유닛 스크류축
37f: 제1 지지대 94: 제2 동력 전달부
37: 촬영유닛 가이드부 97: 관통공
38f: 제2 지지대 100: 제어부
40: 크로스 헤드 110: 조명유닛
41: 제1 나사구멍 111: 조명유닛 프레임
42: 제2 나사구멍 112: 조명유닛 나사구명
50: 상부척 113: 조명 가이드롤러
60: 로드셀 115: 조명
33, 34: 샤프트들 120: 유압 시스템

Claims

베이스 프레임;
시편의 일단을 지지하도록 상기 베이스 프레임에 배치되는 하부척;
상기 베이스 프레임에 연결되어 일방향으로 연장하는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 이동 가능하게 배치된 크로스 헤드;
상기 시편의 타단을 지지하도록 상기 크로스 헤드에 배치된 상부척;
상기 상부척과 연결되며 상기 크로스 헤드에 배치되어 상기 시편에 가해지는 인장력을 감지하는 로드셀;
상기 크로스 헤드를 이동시키는 구동부;
상기 가이드부의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 배치된 촬영유닛;
상기 촬영유닛을 이동시키는 촬영유닛 구동부; 및
상기 구동부와, 상기 로드셀과, 상기 촬영유닛과, 상기 촬영유닛 구동부를 제어하는 제어부;를 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 상기 베이스 프레임에 배치된 제1 모터와, 상기 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 상기 베이스 프레임에 대해 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 모터에 의해 회전하는 제1 스크류축을 구비하고,
상기 크로스 헤드는 상기 제1 스크류축에 나사 결합하는 제1 나사구멍을 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제2항에 있어서,
상기 구동부는 상기 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 상기 베이스 프레임에 대해 회전 가능하게 설치되어 상기 제1 모터에 의해 회전하는 제2 스크류축과, 상기 제1 모터의 구동력을 상기 제2 스크류축에 전달하는 제1 동력 전달부를 더 구비하고,
상기 크로스 헤드는 상기 제2 스크류축에 나사 결합하는 제2 나사구멍을 더 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 프레임에 연결된 상기 가이드부의 일단의 반대측의 상기 가이드부의 타단에 연결된 상부 프레임과, 상기 가이드부에 평행하게 연장하며 상기 베이스 프레임과 상기 상부 프레임에 연결되어 상기 촬영유닛을 이동 가능하게 지지하는 촬영유닛 가이드부를 더 구비하고,
상기 촬영유닛 구동부는 상기 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 상기 베이스 프레임과 상기 상부 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 촬영유닛 스크류축과, 상기 상부 프레임에 배치되어 상기 촬영유닛 스크류축을 회전시키는 제2 모터를 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제4항에 있어서,
상기 촬영유닛은 상기 촬영유닛 스크류축에 나사 결합하는 촬영유닛 나사구멍을 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제5항에 있어서,
상기 촬영유닛은 상기 가이드부의 표면에 접하며 회전하는 가이드롤러를 더 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제4항에 있어서,
상기 가이드부의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 배치된 조명유닛을 더 구비하고,
상기 촬영유닛 구동부는 상기 가이드부에 대해 평행하게 연장하며 상기 베이스 프레임과 상기 상부 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 조명유닛 스크류축과, 상기 제2 모터의 구동력을 상기 조명유닛 스크류축에 전달하는 제2 동력 전달부를 더 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제7항에 있어서,
상기 조명유닛은 상기 조명유닛 스크류축에 나사 결합하는 조명유닛 나사구멍과, 상기 가이드부의 표면에 접하며 회전하는 조명 가이드롤러를 더 구비하는, 인장력 시험 시스템.
제1항에 있어서,
상기 상부척과 상기 하부척의 적어도 하나는,
일단이 상기 베이스 프레임이나 상기 크로스 헤드에 연결되며 외측 면에서 돌출하여 유압이 작용하는 유압면을 구비한 피스톤과,
상기 피스톤의 타단과 상기 유압면을 둘러싸며 상기 피스톤의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 피스톤에 결합되며, 상기 유압면을 둘러싸는 유압 챔버와, 일측 단부에 상기 피스톤의 상기 타단으로부터 멀어지는 방향으로 폭이 좁아지는 쐐기 형상 홈을 구비하는 실린더 튜브와,
상기 실린더 튜브의 상기 쐐기 형상 홈에 대응하는 형상을 가지며 상기 피스톤의 타단의 단부에 접촉하도록 상기 쐐기 형상 홈에 결합되어 상기 피스톤의 상기 단부에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 서로 가까워지며 상기 시편을 가압하는 복수 개의 조오들과,
상기 실린더 튜브의 타측 단부를 지지하도록 상기 피스톤의 외측에 결합하는 핸들을 구비하는, 인장력 시험 시스템.